机械制造装备设计

1.1转速范围R n （公式1.5）（p 14）、转速级数Z （公式1.6）（p 15）

2.2 试述转速图的构成内容和绘制方法。答：转速图的构成内容（p20）：等距竖线表示传动轴；等距水平线表示各轴转速；圆圈表示转速；圆点之间的连线（射线）表示传动副的传动比。 转速图的绘制方法（p26）：先写出传动结构式，确定主轴各级转速和公比，画出等距横线和竖线，确定各轴上的转速，连接这些转速即可。

2.3 试述转速图与结构网的异同之处。（p23）答：结构网是转速图的抽象，结构网和转速图都表示传动比的关系，但结构网表示的是相对关系，不表示转速的具体数值，而转速图表示的是具体转速数值，结构网可画成对称形式，转速图并不一定是对称结构，一个结构网对应几种不同的转速图。

2.4 拟定转速图时，何谓“前密后疏”、“前多后少”、“前缓后急”的原则。答：“前密后疏”的原则（p24）：在转速图中前面的变速组斜线间开口小（即紧密），后面的传动轴斜线间开口大（即松疏）。 “前多后少”的原则（p24）：在转速图上，将传动副较多的变速组安排在传动顺序前面，传动副较少的变速组安排在传动顺序后面。 “前缓后急”的原则（p25）：在转速图上，降速传动时将前面的变速组速比下降较缓和，后面的变速组速比下降较急切。

2.5 拟定转速图的五项原则是什么？（p23-25）答：1) 每一变速组内传动副的数目为2或者3；2) 在传动顺序上各变速组应按“前多后少”的原则排列；3) 在转速扩大顺序上应按“前密后疏”的原则；4) 各变速组的变速范围不应超过最大的变速范围；5) 合理分配传动比，降速传动采用“前缓后急”的原则，升速传动采用“前急后缓”的原则。

2.6 在等比数列传动系统中，系统总转速范围与各变速组的变速范围有什么关系？与主轴的转速级数有什么关系？

答：在等比数列传动系统中，系统总转速范围R n 与各变速组的变速范围r 0, r 1, r 2, r 3……的关系是：0123=......n z R r r r r r (2.3) 在等比数列传动系统中，系统总转速范围R n 与主轴的转速级数Z 的关系是：-1=Z n R ϕ

2.7 为什么在辅助运动系统中对于u max ，u min 的限制可以放宽一些？答：主传动的速比的变速范围一般为为2≤u 主≤1/4，而进给传动速比一般为2.8≤u 进≤1/5，因为进给传动系统传递功率较小、速度较低，所以进给传动的u max ，u min 的限制可以放宽一些。

2.8 为什么在辅助运动系统中可不遵循“前密后疏”的原则？答：传动件至末端轴的传动比越大，传动件承受的扭矩越大。在进给传动中，为了使更多的传动件至末端输出轴的传动比较小，承受的扭矩较小，所以不遵循“前密后疏”的设计原则，而是采取“前疏后密”的设计原则。

2.9 已知某卧式车床的max min =1600r/min , =31.5r/min , =1.26, =1440r/min u u n ϕ电，试拟定转速图，确定齿轮齿数、带轮直径，验算转速误差，画出传动系统图。

解：(1)确定转速级数：根据教材式（1.6），lg =1lg n R Z ϕ

+ ；其中max min /1600/31.550.8n R n n ===，所以转速级数 lg 50.8117.99618lg1.26

Z =+=≈；(2) 确定传动结构式：选择传动方案：18332=⨯⨯，考虑

到主传动设计前密后疏的原则，

传动结构式应为13918332=⨯⨯，(3)绘制转速图：根据下表的标准数列，经圆整可以得到18级转速为：31.5, 40, 50, 63, 80, 100, 125, 160, 200, 250, 315, 400, 500, 630, 800, 1000, 1250, 1600；确定定比传动比：取轴Ⅰ的转速值为800r/min ，则电机轴与轴Ⅰ的传动比为：08001130=1440 1.8234

i == 确定各变速组最小传动比：从转速点800 r/min 到31.5r/min 共有14格，按照前缓后急的原则，基本组最小传动线下降2格，基本组相邻两变速组下降1格；第一变速组下降6格，其中相邻两变速组下降3格；第二变速组最小传动线下降6格，最大上升3格。则，转速图如下：

图1 方案1初步设计确定的转速图 图2 方案1确定齿轮齿数之后的实际转速图

(4)传动系图设计（包括计算齿轮齿数、带轮直径）

可以得到本设计传动系图为图3示。

图3 习题2.9设计的传动系统图

(5)验算实际转速误差

方案1：max 13036456014401600234364530

n =⨯⨯⨯⨯=，与标注转速相比，没有误差； m in 130281818144031.82234447272n =⨯⨯⨯⨯=，实际误差31.8231.50.0102=1.02%31.5

-=； 125013032456014401280234404530n =⨯

⨯⨯⨯=，实际误差12801250 2.40%1250-=； 100013028456014401018.2234444530n =⨯⨯⨯⨯=，实际误差10181000 1.82%1000

-=； 转速误差均小于2.6 %，符合设计

方案2的转速图设计：

图4 方案2初步设计确定的转速图 图5 方案2确定齿轮齿数之后的实际转速图

方案2转速误差：max 13032426014401629234403330

n =⨯⨯⨯⨯=，实际误差：1.81%；min 130241818144031.58234485772

n =⨯⨯⨯⨯=，实际误差： 2.54%；125013028426014401295.9234443330n =⨯

⨯⨯⨯=，实际误差： 3.67%；8001303229601440806.95234404630n =⨯⨯⨯⨯=，实际误差，0.87%；部分转速误差大于2.6 %。从转速误差